Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
35!,QO
18,30)
321
Для циркуляции гидротермальных растворов сквозь горные породы важна не общая, а эффективная пористость. Она определяется как отношение объема сообщающихся пор, обеспечивающих протекание жидкости, к общему объему породы. Эффективная пористость зависит от абсолютного размера пор. По этому признаку выделяются три группы пор: 1) сверхкапиллярные, или обычные поры, диаметром более 0,5 мм, движение жидкости по которым происходит по законам гидростатики, 2) ка'пиллярные поры диаметром от 0,0002 до 0,5 мм, перемещение жидкости по которым обусловливается силами поверхностного натяжения или внешними силами (давление газа, статическое, тектоническое давление и др.), 3) субкапиллярные поры диаметром менее 0,0002 мм, по которым движение жидкости при обычных условиях не происходит.
Эффективная пористость пород на путях циркуляции гидротерм обычно увеличивается на ранней предрудной стадии процесса в связи с явлениями выщелачивания, а затем вновь сокращается в рудную стадию при заполнении пор рудными минералами. Например, при предрудной альбитизации гранитов эффективная пористость возрастает от 0,5 до 6%, при скарнировании известняков пористость увеличивается от 0,4—0,9 до 2,5—5% (Ю. Розанов), при преобразовании вулканогенных пород в .процессе предрудного гидротермального изменения в кварц-серицит-хлоритовые сланцы от 1,2—3,7 до 7,6—12% (В. Старостин).
Проницаемость определяется как свойство породы пропускать через поры жидкость или газ при наличии разности давления и выражается в единицах дарси. За единицу дарси (Д)1 принимается такая проницаемость, при которой через породу с поперечным сечением 1 CM2 и перепаде давления 0,1 МПа <на протяжении 1 см проходит 1 см3 жидкости вязкостью 1 мПа-с.
Проницаемость зависит от ряда причин: размера зерен (увеличивается с их укрупнением); конфигурации пор; их взаиморасположения; направления движения раствора относительно структуры породы.
Проницаемость не зависит от пористости; так, например, высокопористые глины, как известно, плохо проницаемы, а более низкопористые пески —хорошо проницаемы. По величине проницаемости все породы разделяются на шесть групп: 1) очень хорошо проницаемые породы с проницаемостью более 1 Д; 2) хорошо проницаемые, с проницае-
1 Здесь и далее 1 Д»1 мкм2.
мостью от 1 до 0,1 Д; 3) среднепроницаемые, с проницаемостью от 0,1 до 0,01 Д; 4) слабопроницаемые, с проницаемостью от 0,01 до 0,001 Д;
5) очень слабо проницаемые с проницаемостью от 1 до 0,1 мД;
6) практически непроницаемые с проницаемостью менее 0,1 мД. Проницаемость (скорость фильтрации) заметно возрастает при увеличении температуры пород и просачивающихся сквозь них растворов. Так, по данным Я. Белевцева, коэффициент проницаемости гранитов при 200C равен 6,1-10-4 мД, при 1000C он несколько снижается и составляет 3,4-10~4 мД, а затем возрастает, достигая при 3000C 5,1 X X 10~3 мД. По Г. Зарайскому, при нагреве горных пород до 5000C их проницаемость может возрасти до двух порядков. В связи с этим Д. Рундквист отмечает, что в анизотропном температурном поле просачивание растворов осуществляется избирательно вдоль прогретых направлений (контакты интрузий, дайки), а относительно холодные породы выступают в роли барьеров, ограничивающих потоки растворов. Проницаемость снижается с увеличением геостатического давления и с увеличением концентрации растворов.
Значение гидротермальных месторождений для добычи многих важнейших полезных ископаемых огромно, особенно для получения цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов. Резко подавляющая часть меди, свинца, цинка, сурьмы, молибдена, ртути, серебра, кадмия и лития, а также значительная доля золота, кобальта, урана, олова и вольфрама извлекаются из руд гидротермального происхождения. Такой же генезис имеет большинство месторождений хризотил-асбеста, магнезита, флюорита, барита, а также некоторые существенные месторождения горного хрусталя, исландского шпата, флогопита, графита и апатита. Термин «гидротермальные месторождения» впервые применил французский геолог Л. Де Лоне в 1897 году.
Среди наиболее значительных работ по результатам исследования гидротермальных месторождений в первую очередь могут быть отмечены труды А. Бетехтина, С. Смирнова, О. Левицкого, Л. Овчинникова, а среди зарубежных — Л. Грейтона, В. Линдгрена, Т. Ловеринга, Г. Шнейдерхена.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ
Гидротермальные месторождения, как уже указывалось, формируются из горячих газовых и жидких растворов. Большинство исследователей считают, что растворителем является вода с растворенными в ней минеральными солями и газами. Некоторые ученые, как, например, Р. Гаррелс и Д. Дихтер, при помощи термодинамических расчетов показали, что углекислота в глубинных условиях земной коры может быть также жидкой и служить растворителем, из которого могут отлагаться
руды.
Рудообразующие растворы могут принадлежать к взвесям, коллоидам и молекулярным растворам.
Взвеси, или суспензии, к которым обычно относятся растворы с размером частиц дисперсной фазы, превышающим 0,1 мкм, не имеют особого значения при гидротермальном рудообразовании, хотя, продвигаясь по зонам предрудного и интрарудного дробления, гидротермальные растворы могут взмучиваться тонкими продуктами тектонического дробления, перенося и отлагая их на путях движения.
